Kāpēc oglekļa šķiedra kļūst arvien populārāka automobiļu rūpniecībā?

oglekļa šķiedra (CF) ir jauna veida šķiedru materiāls ar augstu izturību un augstu oglekļa satura moduli virs 95%. Tas sastāv no pārslu grafīta mikrokristāliem un citām organiskām šķiedrām, kas sakrautas pa šķiedras aksiālo virzienu un iegūtas, karbonizējot un grafitējot mikrokristāliskas tintes materiālus. Oglekļa šķiedra ir jauns materiāls ar izcilām mehāniskām īpašībām. Tā īpatsvars ir mazāks par 1/4 no tērauda proporcijas. Oglekļa šķiedras sveķu kompozītmateriālu stiepes izturība parasti pārsniedz 3500 Mpa, kas ir 7–9 reizes lielāka nekā tēraudam. Bet oglekļa šķiedras materiāls tikai šķiedru ass virzienā uzrāda ļoti augstu izturību, tā triecienizturība ir vāja un viegli sabojājama, tāpēc strukturālo komponentu ražošanā bieži tiek izmantota stiepes gaismas priekšrocība un izvairās no gultņa sānu trieciena daļas.

Līdz ar akadēmisko pētījumu no īsšķiedras oglekļa šķiedras līdz garo šķiedru oglekļa šķiedrai, tehnoloģija un produkti, kas izmanto oglekļa šķiedru apkures materiālu ražošanai, pakāpeniski ir nonākuši militārajā un civilajā jomā. Automobiļu oglekļa šķiedras kompozītmateriālus var izmantot kā automašīnu piedziņas vārpstas, plākšņu atsperes, rāmjus un bremžu klučus. Pašlaik tērauda materiāli veido aptuveni 3/4 no automašīnas virsbūves svara. Ja visas automašīnas tērauda daļas tiktu aizstātas ar oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem, automašīnas virsbūves svars samazinātos par 300 kg, degvielas efektivitāte tiktu uzlabota par 36%, bet oglekļa dioksīda izmešu daudzums samazinātos par 17%.

1. Automobiļu virsbūves un šasijas pielietojums, jo ar oglekļa šķiedru pastiprinātam polimērmatricas kompozītmateriālam ir pietiekama izturība un stingrība, tas ir vieglākais materiāls tādu galveno konstrukcijas daļu kā automašīnu virsbūves un šasijas ražošanai. Tiek lēsts, ka OGLEKĻA ŠĶIEDRAS KOMPOZĪTA MATERIĀLA IZMANTOŠANA VAR SAMAZINĀT AUTOMOBIĻA virsbūves un šasijas MASU par 40% ~ 60%, kas ir līdzvērtīga 1/3 ~ 1/6 no tērauda konstrukcijas masas. Parastā sacīkšu automašīnas virsbūve un daļēji pārveidotā automašīnas virsbūve ir paredzēta šim nolūkam, un vizuālie efekti ir lieliski un ļoti forši.

2. Uzklājot bremžu klučus, oglekļa šķiedra tiek uzklāta arī uz bremžu klučiem to vides aizsardzības un nodilumizturīgo īpašību dēļ, bet izstrādājumi, kas satur oglekļa šķiedras kompozītmateriālus, atrodas augšējā pusē, tāpēc šāda veida bremžu kluči galvenokārt tiek izmantoti augstas kvalitātes automašīnas. Oglekļa šķiedras bremžu diski tiek plaši izmantoti sacīkšu automašīnās, piemēram, F1 automašīnās. Tas var samazināt automašīnas ātrumu no 300 km/h līdz 50 km/h 50 m attālumā, šajā laikā bremžu diska temperatūra paaugstināsies līdz vairāk nekā 900 ℃, un bremžu disks kļūs sarkans, jo tas absorbē daudz siltuma enerģijas. Oglekļa šķiedras bremžu diski var izturēt temperatūru līdz 2500 °C un nodrošina izcilu bremzēšanas stabilitāti.

3, riteņa rumbas pielietojums, riteņu rumbas ražošanas eksperti Vācijā uzsāka riteņu sēriju, pieņemot 2 gabalu dizainu, ārējais gredzens ir izgatavots no oglekļa šķiedras materiāla, un iekšējā rumba ir viegls sakausējums ar nerūsējošā tērauda skrūvēm, salīdzinot ar riteņu masas vispārējais izmērs ir par aptuveni 40% mazāks. Piemēram, 20 collu rumba sver 6 kg, bet tipiska rumba sver aptuveni 18 kg. RX-X tipa uzlabotā automobiļa īpašais ritenis, ko ražojis Kahm of Britain, izmantojot CFRP, sver tikai 6 kg, kas var braukt lielā ātrumā un samazināt riteņa radiālo inerces spēku. Apvienotajā Karalistē DYMAG izstrādātais pasaulē vieglākais oglekļa šķiedras/magnija ritenis sastāv no divām daļām, oglekļa šķiedras riteņa sieta un magnija bremžu diska, kas savienoti ar īpašu titāna pārklājumu.

4, automobiļu piedziņas vārpstas spēka pielikšana pie piedziņas vārpstas ir sarežģītāka, jo īpaši tai ir jāiztur liels griezes moments, pilnībā ņemot vērā ar oglekļa šķiedru pastiprinātu kompozītmateriālu anizotropiju, augstu izturību un relatīvi zemu īpašību moduli, tādējādi izmantojot oglekļa šķiedru. pastiprināta kompozītmateriāla transmisijas vārpsta, lai aizstātu metāla izstrādājumus, atbilst lietošanas prasībām. Oglekļa šķiedras piedziņas vārpsta ne tikai samazina svaru par 60%, bet arī nodrošina labāku noguruma izturību un izturību.

Kamēr oglekļa šķiedras izmantošana automašīnās ir paredzēta, lai sasniegtu automašīnas vieglo svaru un apmierinātu stingrās automašīnas prasības, tā var ne tikai apmierināt globālo pieprasījumu pēc enerģijas taupīšanas un emisiju samazināšanas, bet arī risināt degvielas taupīšanas problēmu. kas saistīti ar Volkswagen.

#CFRP #oglekļašķiedrasplāksne #oglekļašķiedrasplāksne #oglekļašķiedra